Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Fahrzeugverglasung, einer Strahlungsquelle zum Aussenden von Infrarotstrahlung und einem Strahlungsempfänger zum Empfangen von Infrarotstrahlung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, das eine Infrarot-basierte Überwachung des Fahrers ermöglicht. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs mit einer solchen Anordnung, sowie ein Verfahren zum Überwachen des Fahrers eines Fahrzeugs.

Moderne Fahrzeuge werden häufig mit elektronischen Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, die den Fahrer bei der Führung des Fahrzeugs unterstützen, beispielsweise durch automatischen Bremseingriff bei Gefahr einer Kollision oder automatisches Spurhalten, wenn das Fahrzeug die Fahrspur verlässt. Derartige Fahrerassistenzsysteme haben sich in der Praxis sehr bewährt, insbesondere, wenn sie eine Überwachungsfunktion für den Fahrer aufweisen, etwa um frühzeitig Müdigkeit des Fahrers zu erkennen, aber auch um eine übermäßige Ablenkung von der sicheren Fahrzeugführung, beispielsweise durch Bedienen eines Mobiltelefons, zu erkennen.

Zu diesem Zweck ist es bekannt, das Gesicht und insbesondere die Augen des Fahrers mit Hilfe von Infrarotstrahlung abzutasten, welche für das bloße Auge nicht sichtbar ist und somit den Fahrer und die übrigen Fahrzeuginsassen nicht stört. Hierbei können über ausgefeilte Algorithmen die Blickrichtung und -dauer des Fahrers erfasst werden, was beispielweise auf Müdigkeit hinweisen kann, wenn die Blickdauer in eine bestimmte Blickrichtung ungewöhnlich lange ist (stierender Blick). Andererseits kann ein zu häufiges Abwenden des Blicks von der Fahrtrichtung auf Ablenkung hinweisen. Möglich ist auch das Erkennen von Gesichtsausdrücken, welche auch einen Hinweis auf den Zustand des Fahrers geben können.

DE 10 2006 019 112 A1 offenbart ein Fahrzeug mit einer Windschutzscheibe, die einen Bereich aufweist, der vom Fahrzeuginneren stammendes Infrarotlicht spiegelt und sichtbares Licht durchlässt. Eine InfrarotquelleAkamera ist im Fahrzeug angeordnet, die auf den Infrarotlicht spiegelnden Bereich der Windschutzscheibe gerichtet ist.

Die WO 2022/157022 A1 offenbart eine Scheibe mit einem beheizbaren Sensorfeld, welche eine auf dem Sensorfeld angebrachte, beheizbare Folie umfasst. Die Folie besteht aus einer beschichteten Trägerfolie, wobei die Beschichtung elektrisch leitfähig ist. Die Folie ist über eine Haftschicht mit der Scheibe haftfest verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung mit einer Fahrzeugverglasung, einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger für ein Fahrerassistenzsystem mit Infrarot-basierter Überwachungsfunktion bereitzustellen, die eine zuverlässige Erfassung von Informationen über den Fahrzeugnutzer bei niedrigen Temperaturen und feuchter Witterung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit einer Fahrzeugverglasung, insbesondere Windschutzscheibe, einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger für Infrarotstrahlung für ein Fahrerassistenzsystem gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine erfindungsgemäße Anordnung für ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit Überwachungsfunktion eines Fahrzeugnutzers, insbesondere eines Fahrers des Fahrzeugs basiert auf der Verwendung von Infrarotstrahlung. Die Anordnung umfasst eine Strahlungsquelle zum Aussenden von Infrarotstrahlung und einen Strahlungsempfänger zum Empfangen von Infrarotstrahlung. Die Anordnung umfasst weiterhin eine als Fahrzeugverglasung dienende Verbundscheibe aus einer Außenscheibe und einer Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht flächenmäßig miteinander verbunden sind. Die Fahrzeugverglasung, insbesondere als Windschutzscheibe dient im Fahrzeug zur Abtrennung eines Innenraums von einer äußeren Umgebung. Mit Innenscheibe wird die in Einbaulage dem Innenraum zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die Oberflächen bzw. Seiten der beiden Einzelscheiben werden von außen nach innen üblicherweise als Seite I, Seite II, Seite III und Seite IV bezeichnet.

Wesentlich ist, dass die Fahrzeugverglasung mindestens eine Funktionsschicht aufweist, welche dazu geeignet ist, Infrarotstrahlung zu reflektieren. Die Fahrzeugverglasung weist weiterhin einen Reflexionsbereich auf. Vorzugsweise wird die Infrarotstrahlung nur von dem Reflexionsbereich der Fahrzeugverglasung reflektiert. Die Funktionsschicht ist elektrisch leitfähig ausgebildet und als Heizvorrichtung zum Beheizen der Fahrzeugverglasung vorgesehen. Mit der Erfindung kann das Fahrerassistenzsystem bei schlechten Wetter- bzw. Sichtbedingung störungsfrei arbeiten, da Beschlag und Vereisungen an der Innenscheibe schnell und einfach entfernt werden können. Der Reflexionsbereich der Fahrzeugverglasung kann Strahlung klar und deutlich reflektieren. Diese Strahlung wird von einem Strahlungsempfänger detektiert. Aus den erfassten Daten können Information über einen Gesichtszustand eines Fahrzeugnutzers (Fahrers) gewonnen werden.

In der erfindungsgemäßen Anordnung sind mindestens zwei Stromsammelleiter zur elektrischen Kontaktierung der Funktionsschicht vorgesehen, wobei sich zwischen den mindestens zwei Stromsammelleiter eine Heizzone ausbildet. Die Stromsammelleiter können streifenförmig ausgebildet und elektrischen leitend an der Funktionsschicht angeordnet sein. Die Stromsammelleiter verlaufen typischerweise entlang der oberen und unteren Kante der Scheibe. Der Heizstrom fließt bei einer solchen Anordnung im Wesentlichen gleichmäßig durch die Funktionsschicht, die auf diese Weise insgesamt gleichmäßig im Reflexionsbereich aufgeheizt wird. Vorteihafterweise kann auch bei schlechten Witterungsverhältnissen (Beschlag und Vereisung) durch eine ernergieeffiziente Weise die Fahrzeugverglasung schnell von Feuchtigkeit befreit und Infrarotstrahlung störungsfrei reflektieren werden. Zusätzlich ist durch die Beheizung des Reflexionsbereichs bzw. Fahrzeugverglasung über die elektrisch leitfähige Funktionsschicht die typischerweise verwendete Beheizungsvariante mittels der Klimasysteme (HVAC) -Methode bei Einbau der Fahrzeugverglasung in ein Fahrzeug überflüssig.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die mindestens zwei Stromsammelleiter mittels Lötens oder Klebens auf die Oberfläche der ersten Innenscheibe und/oder auf die elektrisch leitfähige Funktionsschicht aufgebracht werden. Die so aufgebrachten Stromsammelleiter sind bevorzugt als Draht oder Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie ausgebildet. Die Stromsammelleiter enthalten dann beispielsweise zumindest Aluminium, Kupfer, verzinntes Kupfer, Gold, Silber, Zink, Wolfram und/oder Zinn oder Legierungen davon. Der Streifen hat bevorzugt eine Dicke von 10 pm bis 500 pm, besonders bevorzugt von 30 pm bis 300 pm. Stromsammelleiter aus elektrisch leitfähigen Folien mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf. Der Streifen kann mit der elektrisch leitfähigen Struktur beispielsweise über eine Lotmasse, über einen elektrisch leitfähigen Kleber oder durch direktes Auflegen elektrisch leitend verbunden sein.

Alternativ sind die mindestens zwei Stromsammelleiter als aufgedruckte und eingebrannte leitfähige Struktur ausgebildet. Die aufgedruckten Stromsammelleiter enthalten dann bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung, eine Metallverbindung und/oder Kohlenstoff, besonders bevorzugt ein Edelmetall und insbesondere Silber. Die Druckpaste enthält bevorzugt metallische Partikel Metallpartikel und/oder Kohlenstoff und insbesondere Edelmetallpartikel wie Silberpartikel. Die elektrische Leitfähigkeit wird bevorzugt durch die elektrisch leitenden Partikel erzielt. Die Partikel können sich in einer organischen und/oder anorganischen Matrix wie Pasten oder Tinten befinden, bevorzugt als Druckpaste mit Glasfritten.

Die Schichtdicke der aufgedruckten Stromsammelleiter beträgt bevorzugt von 5 pm bis 40 pm, besonders bevorzugt von 8 pm bis 20 pm und ganz besonders bevorzugt von 8 pm bis 12 pm. Aufgedruckte Stromsammelleiter mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die mindestens zwei Stromsammelleiter jeweils durch eine oder mehrere Anschlussleitungen elektrisch kontaktiert. Die Anschlussleitung ist bevorzugt als flexibler Folienleiter (Flachleiter, Flachbandleiter) ausgebildet. Darunter wird ein elektrischer Leiter verstanden, dessen Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Ein solcher Folienleiter ist beispielsweise ein Streifen oder Band enthaltend oder bestehend aus Kupfer, verzinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung erstreckt sich einer der mindestens zwei Stromsammelleiter über eine Länge von weniger als 50%, bevorzugt weniger als 40%, besonders bevorzugt von weniger als 30% einer Seitenkante der Funktionsschicht.

Bevorzugt ist der Reflexionsbereich der Fahrzeugverglasung innerhalb der Heizzone angeordnet. Die Fläche des Reflexionsbereichs kann weniger als 50%, bevorzugt weniger als 40%, besonders bevorzugt weniger als 30% der Fläche der Heizzone betragen. Der Reflexionsbereich kann vorteihafterweise zwischen den mindestens zwei Stromsammelleiter angeordnet sein. Die Länge eines Stromsammelleiters kann dabei der Länge einer Seitenkante des Reflexionsbereichs entsprechen. Dadurch kann die Heizzone und damit der Reflexionsbereich gezielt beheizt werden. Durch eine gezielte Erwärmung des Reflexionsbereichs kann der Energieverbrauch im Vergleich zur einer vollflächigen Beheizung der Fahrzeugverglasung erheblich reduziert werden.

Bevorzugt ist die Strahlungsquelle so angeordnet, dass von der Strahlungsquelle ausgesandte Infrarotstrahlung auf die Funktionsschicht gerichtet ist und von der Funktionsschicht auf das Gesicht eines Fahrers reflektiert werden kann. Die von der Strahlungsquelle ausgesandte Infrarotstrahlung trifft somit ohne vorherige Reflexion direkt auf die Funktionsschicht und wird von dieser reflektiert. Zur leichteren Bezugnahme wird die von der Funktionsschicht reflektierte Infrarotstrahlung als "erste Reflexionsstrahlung" bezeichnet. Die erste Reflexionsstrahlung trifft auf das Gesicht des Fahrers und kann wieder in Richtung der Funktionsschicht reflektiert werden. Die erste Reflexionsstrahlung trifft somit ohne weitere Reflexion direkt auf das Gesicht des Fahrers und wird von diesem reflektiert. Zur leichteren Bezugnahme wird die vom Gesicht des Fahrers reflektierte Infrarotstrahlung als "zweite Reflexionsstrahlung" bezeichnet. Die auf die Funktionsschicht auftreffende zweite Reflexionsstrahlung wird dann von der Funktionsschicht reflektiert. Die zweite Reflexionsstrahlung trifft somit ohne weitere Reflexion direkt auf die Funktionsschicht und wird von dieser reflektiert. Zur leichteren Bezugnahme wird die von der Funktionsschicht reflektierte Infrarotstrahlung als "dritte Reflexionsstrahlung" bezeichnet. Hierbei ist der Strahlungsempfänger so angeordnet, dass die von der Funktionsschicht reflektierte dritte Reflexionsstrahlung zum Strahlungsempfänger reflektiert und vom Strahlungsempfänger empfangen werden kann.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Funktionsschicht mit Infrarotstrahlung reflektierender Eigenschaft, deren eigentliche Funktion zunächst darin liegt, die Fahrzeugverglasung zu beheizen auch für die Reflexion von Infrarotstrahlung im Rahmen der Infrarot-basierten Überwachungsfunktion des Fahrerassistenzsystems genutzt werden kann.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, dass die Infrarotstrahlung aufgrund der Reflexion an der Funktionsschicht von vorne auf das Gesicht treffen kann. Die auf das Gesicht des Fahrers reflektierte Strahlung kann somit einen Strahlungsanteil enthalten, der senkrecht auf das Gesicht des Fahrers fällt. Gleichermaßen kann die in entsprechender Weise vom Gesicht reflektierte Infrarotstrahlung empfangen werden, die einen Strahlungsanteil enthält, der senkrecht vom Gesicht des Fahrers reflektiert wird.

Die Strahlungsquelle und Strahlungsempfänger müssen durch die indirekte Bestrahlung des Gesichts lediglich im Hinblick auf eine geeignete Reflexion der Infrarotstrahlung an der Funktionsschicht positioniert werden, was in aller Regel so machbar ist, dass sie vom Fahrer und Beifahrer nicht oder zumindest praktisch nicht erkennbar sind, beispielsweise im hinteren Bereich der Konsole. Dies ist ein weiterer großer Vorteil der Erfindung.

Wie vorstehend beschrieben, ist es vorteilhaft, wenn die Strahlungsquelle so angeordnet ist, dass die erste Reflexionsstrahlung einen Strahlungsanteil aufweist, der senkrecht auf das Gesicht des Fahrers trifft. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die erste Reflexionsstrahlung von einem Bereich der Fahrzeugverglasung reflektiert wird, der sich zumindest teilweise aus einer horizontalen Projektion des Gesichts des Fahrers auf die Fahrzeugverglasung ergibt. Die erste Reflexionsstrahlung kann vorzugsweise in horizontaler Richtung bzw. entlang einer Senkrechten auf das Gesicht des Fahrers auf das Gesicht treffen. Dies ermöglicht eine sehr gute Erkennung von Einzelheiten des Gesichts des Fahrers und insbesondere von Augenbewegungen. Gleichermaßen ist es vorteilhaft, wenn der Strahlungsempfänger so angeordnet ist, dass von der Funktionsschicht reflektierte dritte Reflexionsstrahlung empfangen werden kann, die auf zweiter Reflexionsstrahlung basiert, die einen Strahlungsanteil aufweist, der senkrecht vom Gesicht des Fahrers reflektiert wurde. Vorteilhaft wird die dritte Reflexionsstrahlung von einem Bereich der Fahrzeugverglasung reflektiert, der sich zumindest teilweise aus einer horizontalen Projektion des Gesichts des Fahrers auf die Fahrzeugverglasung ergibt. Die zweite Reflexionsstrahlung kann dann vorzugsweise in horizontaler Richtung bzw. entlang einer Senkrechten auf das Gesicht des Fahrers auf die Funktionsschicht treffen. Auch dies ermöglicht eine sehr gute Erkennung von Einzelheiten des Gesichts des Fahrers und insbesondere von Augenbewegungen.

Die Funktionsschicht ist auf einer Oberfläche der Außen- oder Innenscheibe angeordnet und bedeckt bzw. überdeckt die Oberfläche der jeweiligen Scheibe teilweise, jedoch vorzugsweise großflächig. Der Ausdruck "großflächig" bedeutet, dass mindestens 50%, mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 75% oder bevorzugt mindestens 90% der Oberfläche der Scheibe von der Funktionsschicht bedeckt (z.B. beschichtet) ist. Die Funktionsschicht kann sich aber auch über kleinere Anteile der Oberfläche der Scheibe erstrecken, insbesondere nur über jenen Bereich der Fahrzeugverglasung der einer Reflexion der Infrarotstrahlung dient (d.h. Reflexionsbereich).

Die Funktionsschicht ist vorzugsweise transparent für sichtbares Licht. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Funktionsschicht eine Einzelschicht oder ein Schichtaufbau aus mehreren Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm. Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Fahrzeugverglasung als Windschutzscheibe den gesetzlichen Bestimmungen entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75% aufweist. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 5%, insbesondere 0%. Die Werte für die Lichttransmission (TL) und die Reflexion (RL) beziehen sich (wie für Automobilverglasungen üblich) auf die Lichtart A, d.h. den sichtbaren Anteil des Sonnenlichts bei einer Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm, also im Wesentlichen das sichtbare Spektrum der Sonnenstrahlung. Als Infrarotstrahlen werden Strahlen einer Wellenlänge von größer als etwa 800 nm verstanden. Die elektrisch leitfähig Funktionsschicht enthält typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier funktionelle Schichten. Die funktionellen Schichten enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom oder eine Metalllegierung. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. % des Metalls. Die funktionellen Schichten können aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solche funktionellen Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektral bereich auf. Die Dicke einer funktionellen Schicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Dickenbereich der funktionellen Schicht wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektralbereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht. Die elektrisch leitfähige Funktionsschicht erstreckt sich vorzugsweise jeweils über einen Bereich von 10 cm ² bis 1000 cm ² , besonders bevorzugt von 20 cm ² bis 100 cm ² .

Typischerweise ist jeweils zwischen zwei benachbarten funktionellen Schichten der Beschichtung zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Bevorzugt ist unterhalb der ersten und/oder oberhalb der letzten funktionellen Schicht eine weitere dielektrische Schicht angeordnet. Eine dielektrische Schicht enthält zumindest eine Einzelschicht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise enthaltend ein Nitrid wie Siliziumnitrid oder ein Oxid wie Aluminiumoxid. Dielektrische Schichten können aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, beispielsweise Einzelschichten eines dielektrischen Materials, Glättungsschichten, Anpassungsschichten, Blockerschichten und/oder Antireflexionsschichten. Die Dicke einer dielektrischen Schicht beträgt beispielsweise von 10 nm bis 200 nm.

Die elektrisch leitfähige Funktionsschicht kann auch Indiumzinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (SnÜ2:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:AI) enthalten oder daraus bestehen. Die Funktionsschicht kann eine Schicht mit Sonnenschutzwirkung sein.

Die Dicke der Funktionsschicht mit Sonnenschutzwirkung kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden, wobei eine Schichtdicke von 10 nm bis 5 pm und insbesondere von 30 nm bis 1 pm bevorzugt ist. Der Flächenwiderstand der Funktionsschicht mit Sonnenschutzwirkung beträgt bevorzugt von 0,35 Ohm/Quadrat bis 200 Ohm/Quadrat, bevorzugt 0,5 Ohm/Quadrat bis 200 Ohm/Quadrat, ganz besonders bevorzugt von 0,6 Ohm/Quadrat bis 30 Ohm/Quadrat, und insbesondere von 2 Ohm/Quadrat bis 20 Ohm/Quadrat.

Die Funktionsschicht oder eine Trägerfolie mit der Funktionsschicht kann auf einer Oberfläche einer der beiden Scheiben der Fahrzeugverglasung angeordnet sein. Beispielsweise befindet sich die Funktionsschicht auf einer innenliegenden Oberfläche der einen oder der anderen Scheibe (d.h. Seite II oder Seite III). Beispielsweise ist die Funktionsschicht auf der innenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet (Seite III). Alternativ kann die Funktionsschicht zwischen zwei thermoplastischen Zwischenschichten eingebettet sein. Die Funktionsschicht ist dann bevorzugt auf eine Trägerfolie oder Trägerscheibe aufgebracht. Die Trägerfolie oder Trägerscheibe enthält bevorzugt ein Polymer, insbesondere Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU), Polyethylenterephthalat (PET) oder Kombinationen daraus.

Die beiden Scheiben der Fahrzeugverglasung enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Geeignete Gläser sind beispielsweise aus EP 0 847 965 B1 bekannt.

Die Dicke der beiden Scheiben kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 1 ,0 mm bis 25 mm und bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,1 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.

Die Zwischenschicht enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer thermoplastischen Folie bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Die Fahrzeugverglasung kann beispielsweise einen umlaufenden Rand mit einer Breite von 2 mm bis 50 mm, bevorzugt von 5 mm bis 20 mm aufweisen, der nicht mit der Funktionsschicht versehen ist. Die Funktionsschicht weist vorteilhaft keinen Kontakt zur Atmosphäre auf und ist beispielsweise im Inneren einer Fahrzeugverglasung durch die thermoplastische Zwischenschicht vor Beschädigungen und Korrosion geschützt.

Das Verbinden der beiden Einzelscheiben der Fahrzeugverglasung beim Laminieren erfolgt bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung Fahrzeugverglasung als einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80 °C bis 110 °C. Die beiden Scheiben und die thermoplastische Zwischenschicht können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die beiden Scheiben innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Fahrerassistenzsystem mit Infrarot-basierter Überwachungsfunktion für den Fahrer eines Fahrzeugs, welches eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst. Das Fahrerassistenzsystem umfasst weiterhin mindestens einen Aktor und/oder mindestens eine Signalausgabevorrichtung, sowie eine elektronische Kontrolleinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, auf Basis eines Ausgangssignals des Strahlungsempfängers Informationen über den Fahrer zu ermitteln und auf Basis der ermittelten Informationen über den Fahrer ein elektrisches Signal an den mindestens einen Aktor zum Ausführen einer mechanischen Aktion und/oder an die mindestens eine Signalausgabevorrichtung zum Ausgeben eines optischen und/oder akustischen Signals abzugeben. Ferner erstreckt sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Überwachung eines Fahrers eines Fahrzeugs, insbesondere zur Durchführung in einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem, welches die folgenden Schritte umfasst: a) Aussenden von Infrarotstrahlung auf eine Infrarotstrahlung reflektierende Funktionsschicht einer Fahrzeugverglasung, derart, dass von der Funktionsschicht reflektierte Infrarotstrahlung als erste Reflexionsstrahlung auf das Gesicht des Fahrers trifft, wobei die erste Reflexionsstrahlung vom Gesicht des Fahrers als zweite Reflexionsstrahlung auf die Funktionsschicht trifft und von der Funktionsschicht als dritte Reflexionsstrahlung reflektiert wird, b) Empfangen der dritten Reflexionsstrahlung, c) Ermitteln von Informationen über den Fahrer, d) Ausführen einer Aktion und/oder Ausgeben eines optischen und/oder akustischen Signals auf Basis der ermittelten Informationen über den Fahrer.

Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung in einem Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, für den Verkehr zu Lande, zu Wasser oder in der Luft sowie auf ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Anordnung.

Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Gleiche bzw. gleichwirkende Elemente sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:

Figur 1 eine schematische Ansicht des vorderen Teils eines Fahrzeugs mit Fahrer mit einer erfindungsgemäßen Anordnung und Fahrerassistenzsystem zur Infrarotbasierten Überwachung des Fahrers,

Figur 2 eine Draufsicht auf eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung, und

Figur 3 eine Querschnittansicht der erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 1 für ein Fahrerassistenzsystem 100 eines Fahrzeugs 2, die eine Überwachung des Fahrers mit Hilfe von Infrarotstrahlung ermöglichen, in schematischer Weise.

In Figur 1 ist schematischer Weise ein Fahrer 3 am Lenkrad 4 des Fahrzeugs 2 gezeigt, von dem der Übersicht halber nur der vordere Teil einschließlich Fahrzeugverglasung 5 als Windschutzscheibe und Konsole 6 dargestellt ist. Das Fahrerassistenzsystem 100 umfasst eine Strahlungsquelle 7 zum Aussenden von Infrarotstrahlung und einen Strahlungsempfänger 8 zum Empfangen von Infrarotstrahlung, bei welchen es sich um eigenständige Bauteile handelt, die jedoch meist in einer selben Baugruppe angeordnet sind. Die von der Strahlungsquelle 7 ausgesendete Infrarotstrahlung ist auf eine Funktionsschicht 12 gerichtet, von dort wird sie auf das Gesicht 23 des Fahrers 3 reflektiert, vom Gesicht 23 des Fahrers 3 wird die Infrarotstrahlung auf die Funktionsschicht 12 und von der Funktionsschicht 12 in Richtung des Strahlungsempfängers 8 reflektiert, wo sie vom Strahlungsempfänger 8 empfangen wird.

Die Anordnung 1 umfasst weiterhin die Strahlungsquelle 7 und den Strahlungsempfänger 8, die, schematisch gezeigt, nebeneinander angeordnet, jedoch in einer selben Baugruppe verbaut sein können. Sowohl die Strahlungsquelle 7 als auch der Strahlungsempfänger 8 sind hier beispielsweise im hinteren Bereich der Konsole 6 verbaut, wo sie für die Fahrzeuginsassen praktisch nicht sichtbar sind. Die Strahlungsquelle 7 ist so positioniert und ausgerichtet, dass die Infrarotstrahlung auf die Innenscheibe 10 gerichtet ist und dort von der Funktionsschicht 12 als erste Reflexionsstrahlung 14 zum Gesicht des Fahrers 3 reflektiert wird. Die erste Reflexionsstrahlung 14 wird nur in einem Reflexionsbereich 22 der Windschutzscheibe 5 von der Funktionsschicht 12 reflektiert und trifft von vorn auf das Gesicht des Fahrers 3. Die erste Reflexionsstrahlung 14 hat einen Strahlungsanteil der senkrecht auf das Gesicht des Fahrers 3 trifft, d.h. in horizontaler Richtung, falls das Fahrzeug 2 auf einer ebenen Unterlage steht. Vom Gesicht des Fahrers 3 wird die erste Reflexionsstrahlung 14 als zweite Reflexionsstrahlung 15 in Richtung der Funktionsschicht 12 reflektiert. Die zweite Reflexionsstrahlung 15 hat einen Strahlungsanteil der senkrecht vom Gesicht des Fahrers 3 reflektiert wird, d.h. in horizontaler Richtung, falls das Fahrzeug 2 auf einer ebenen Unterlage steht. Von der Funktionsschicht 12 wird die zweite Reflexionsstrahlung 15 als dritte Reflexionsstrahlung 16 auf den Strahlungsempfänger s reflektiert. Die dritte Reflexionsstrahlung 16 wird vom Reflexionsbereich 22 der Fahrzeugverglasung 5 reflektiert. Der Strahlungsempfänger 8 ist auf den Reflexionsbereich 22 gerichtet und kann die von der Funktionsschicht 12 reflektierte dritte Reflexionsstrahlung 16 empfangen.

Der Reflexionsbereich 22 entspricht vorzugsweise einem Bereich der Fahrzeugverglasung 5 (Windschutzscheibe), der dem Gesicht des Fahrers 3 zumindest abschnittsweise gegenüberliegt, d.h. einem Bereich, der sich aus einer horizontalen Projektion des Gesichts 23 des Fahrers 3 auf die Fahrzeugverglasung 5 ergibt.

Basierend auf den auf diese Weise erfassten Fahrerdaten können in besonders zuverlässiger Weise Informationen über den Fahrer ermittelt werden, da einerseits die von der Funktionsschicht 12 reflektierte erste Reflexionsstrahlung 14 einen Strahlungsanteil hat, der senkrecht auf das Gesicht 23 des Fahrers trifft, und andererseits die von der Funktionsschicht 12 reflektierte dritte Reflexionsstrahlung 16 einen Strahlungsanteil hat, der senkrecht von dem Gesicht 23 des Fahrers 3 reflektiert wurde. Eigenheiten des Gesichts, wie Mimik, und Augenbewegungen können somit besonders gut und zuverlässig ermittelt werden. Zudem können die Strahlungsquelle 7 und der Strahlungsempfänger 8 im hinteren Bereich der Konsole 6 angeordnet werden, so dass sie in das Innere des Fahrzeugs gut integrierbar sind und die Gestaltung des Designs im Fahrzeuginnern nicht stören.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführung der erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung 5. Die Funktionsschicht 12 ist elektrisch leitfähig. Die elektrisch leitfähige Funktionsschicht 12 enthält beispielsweise eine Silberschicht mit einer Schichtdicke von 15 nm. Sie weist einen Flächenwiderstand von 0,69 Ohm/Quadrat auf. Auf der elektrisch leitfähigen Funktionsschicht 12 sind ein erster Sammelleiter 20 und ein zweiter Sammelleiter 21 aufgebracht und elektrisch leitend mit dieser verbunden.

Der erste streifenförmige Sammelleiter 20 ist im Wesentlichen parallel zur Oberkante O der Fahrzeugverglasung 5 im unteren Randbereich der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet. Bei einem Stromsammelleiter, der in Form eines Streifens ausgebildet ist, wird die längere seiner Dimensionen als Länge und die weniger lange seiner Dimensionen als Breite bezeichnet. Die Länge des ersten Stromsammelleiters 20 beträgt 300 mm. Der Stromsammelleiter 20 erstreckt sich über eine Länge von weniger als 25% der Oberkante der Funktionsschicht 12.

In einem Abstand von ca. 645 mm zum ersten Stromsammelleiter 5.7‘ ist ein zweiter Stromsammelleiter 21 angeordnet. Der zweite Stromsammelleiter 21 verläuft im Wesentlichen parallel zum ersten Stromsammelleiter 20. Der zweite Stromsammelleiter 21 ist im unteren Randbereich R der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet. Wird eine Spannung an die zwei Stromsammelleiter 20, 21 angelegt, so fließt ein Heizstrom durch die dazwischenliegende Zone der elektrisch leitfähigen Funktionsschicht 12. Es bildet sich eine Heizzone H zwischen dem ersten und dem zweiten Stromsammelleiter 20, 21. Zwischen den zwei Stromsammelleiter 20, 21 erstreckt sich der beschichtete, transparente Sichtbereich der Fahrzeugverglasung 5, in dem der Reflexionsbereich 22 angeordnet ist. Der Reflexionsbereich 22 ist zwischen den zwei Stromsammelleiter 20, 21 angeordnet. Die Länge der Stromsammelleiter 20, 21 entspricht jeweils der Länge einer Seitenkante des Reflexionsbereichs 22.

Der erste Stromsammelleiter 20 und zweite Stromsammelleiter 21 haben eine konstante Materialdicke von beispielsweise etwa 10 pm und sind aus Silber ausgebildet. Der erste und zweite Stromsammelleiter 20, 21 sind in dieser Ausgestaltung im Wesentlichen gleich lang und gleich breit. Die zwischen dem ersten Stromsammelleiter 20 und dem zweiten Stromsammelleiter 21 ausgebildete Heizzone H erstreckt sich mindestens über einen Teil des zur Durchsicht vorgesehenen Bereichs der Fahrzeugverglasung 5. Die Fläche des Reflexionsbereichs 22 umfasst weniger als 35% der Fläche der Heizzone (H).

Die Stromsammelleiter 20, 21 sind an die Form und Krümmung der Fahrzeugverglasung 5 angepasst. Ein gemittelter Abstand zwischen dem ersten Stromsammelleiter 20 und dem zweiten Stromsammelleiter 21 kann beispielsweise 645 mm betragen. Ferner kann der zweite Stromsammelleiter 21 einen gemittelten Abstand von beispielsweise 165 mm zur Unterkante U der Fahrzeugverglasung 5 betragen. Der erste Stromsammelleitern 20 kann mit einem positiven Potential einer nicht dargestellten elektrischen Energiequelle verbunden sein. Der zweite Stromsammelleiter 21 kann an die Masse der Energiequelle angeschlossen sein. Der erste und zweite Stromsammelleiter 20, 21 sind jeweils über Anschlussleitungen zu der Energiequelle geführt (hier nicht gezeigt), sodass eine Spannung an die Stromsammelleiter 20, 21 angelegt werden kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Stromsammelleiter 20, 21 ermöglicht es, dass sich die Heizzone H nur in einem Teilbereich der Funktionsschicht 12 ausbildet. Auf diese Weise kann beispielsweise nur durch das selektive Beheizen der Funktionsschicht 12 elektrische Energie eingespart werden. Die Spannungsquelle stellt beispielsweise eine für Kraftfahrzeuge übliche Bordspannung, bevorzugt von 12 V bis 15 V und beispielsweise etwa 14 V bereit, welche beispielsweise über Spannungswandler auch in eine höhere Spannung umgewandelt werden kann. Besonders bevorzugt kann die Spannungsquelle auch höhere Spannungen aufweisen, beispielsweise von 35 V bis 45 V und insbesondere 42 V.

Der erste Stromsammelleiter 20 und/oder der zweite Stromsammelleiter 21 werden in Durchsicht durch die Fahrzeugverglasung 5 (Blickrichtung von außen) durch einen Maskierungsstreifen im Randbereich R verdeckt. Der Maskierungsstreifen ist opak. Der Maskierungsstreifen ist auf der innenraumseitigen, zweiten Oberfläche II einer Außenscheibe 9 (Figur 3) aufgebracht, er kann aber auch auf der ersten Oberfläche III der Innenscheibe 10 (Figur 3) oder der zweiten Oberfläche IV der Innenscheibe 10 aufgebracht sein. Der Maskierungsstreifen kann eine periphere (rahmenförmige) Schicht sein, welche sich entlang der umlaufenden Kante der Fahrzeugverglasung erstreckt. Er dient auch als UV-Schutz für den Montagekleber der Verbundscheibe (Beispielsweise zum Einkleben in ein Fahrzeug). Der Maskierungsstreifen weist vorzugsweise einen Transmissionsgrad für sichtbares Licht von kleiner 15 %, kleiner 10 % oder kleiner 1 % auf. Der Maskierungsstreifen kann zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet sein. Alternativ kann der Maskierungsstreifen auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung.

Figur 3 zeigt eine grobe Querschnittansicht der Fahrzeugverglasung 5 im Reflexionsbereich 22. Die erfindungsgemäße Anordnung 1 umfasst die Fahrzeugverglasung 5 (eine Windschutzscheibe) des Fahrzeugs 2, welche die Außenscheibe 9 und die Innenscheibe 10, die durch eine thermoplastische Zwischenschicht 11 fest miteinander verbunden sind, aufweist. Zwischen den beiden Scheiben 9, 10 ist die Funktionsschicht 12 oder eine Trägerfolie mit der Funktionsschicht 12 angeordnet. In Figur 3 ist die Funktionsschicht 12 auf Seite III, d.h. auf der zur Zwischenschicht 11 weisenden Oberfläche III der Innenscheibe 10 aufgebracht. Alternativ kann die Funktionsschicht 12 auf Seite II, d.h. auf der zur Zwischenschicht 11 weisenden Oberfläche der Außenscheibe 11 angeordnet sein oder zwischen zwei thermoplastischen Zwischenschichten 11 eingebettet sein. Denkbar wäre auch, dass die Funktionsschicht 12 eine Sonnenschutzwirkung aufweist.

Die Außenscheibe 9 enthält Kalk-Natron-Glas und hat eine Dicke von 2,1 mm. Die Innenscheibe 10 besteht ebenso aus Kalk-Natron-Glas und hat ein Dicke von 1 ,6 mm oder 1 ,5 mm. Die beiden Scheiben 9, 10 wurden durch eine PVB-Folie mit Dicke von 0,76 mm laminiert. Aus obigen Ausführungen ergibt sich, dass durch die erfindungsgemäße Anordnung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs in vorteilhafter Weise eine sehr genaue Ermittlung von Eigenheiten des Gesichts eines Fahrers, insbesondere die Erkennung von Mimik und Augenbewegungen, möglich ist. Im Unterschied zu herkömmlichen Systemen kann auch bei schlechten Witterungsverhältnissen (Beschlag und Vereisung auf der Innenscheibe 10) durch eine ernergieeffiziente Weise die Fahrzeugverglasung schnell von Feuchtigkeit befreien und Infrarotstrahlung störungsfrei reflektieren.

Bezugszeichenliste

1 Anordnung

2 Fahrzeug

3 Fahrer

4 Lenkrad

5 Fahrzeugverglasung

6 Konsole

7 Strahlungsquelle

8 Strahlungsempfänger

9 Außenscheibe

10 Innenscheibe

11 Zwischenschicht

12 Funktionsschicht

13 Infrarotstrahlung

14 erste Reflexionsstrahlung

15 zweite Reflexionsstrahlung

16 dritte Reflexionsstrahlung

17 Rückspiegel

18 A-Säule

19 Lenkradsäule

20 erster Stromsammelleiter

21 zweiter Stromsammelleiter

22 Reflexionsbereich

23 Gesicht

100 Fahrerassistenzsystem

H Heizzone

R Randbereich

O Oberkante

U Unterkante

I erste Oberfläche (Außenseite) der Außenscheibe 9

II zweite Oberfläche (Innenseite) der Außenscheibe 9

III erste Oberfläche (Außenseite) der Innenscheibe 10

IV zweite Oberfläche (Innenseite) der Innenscheibe 10